Un trozo de sodio metálico se hace reaccionar con agua completamente. El hidrógeno gaseoso generado se recoge en agua a 25°C. El volumen del gas es de 246ml medido a 1 atmósfera.
a) Establezca la reacción química correspondiente
b) Calcule el número de gramos de sodio usado en la reacción. (presión del vapor de agua a 25°C = 28.3 mmHg
Respuestas a la pregunta
a) 2Na + H2O → Na2O + H2
b) 0.445 g Na
La reacción química entre el sodio y el agua produce óxido de sodio e hidrógeno, para calcular los gramos de sodio se calculan primero los moles de hidrógeno en el gas , después los gramos de sodio que producen esa cantidad de hidrógeno de la siguiente manera :
T = 25ºC +273 = 298ºK
VH2(g) = 246 ml * 1L /1000 ml = 0.246 L H2(g)
P = 1 atm
a ) 2Na + H2O → Na2O + H2
2 mol 1 mol 1 mol 1 mol
46 g 18 g 62 g 2 g
b) gNa =?
P v H2O a 25ºC = 28.3 mmHg * 1 atm/ 760 mmHg = 0.0372 atm .
El número de moles de H2 en el gas es :
n H2 = ngas - n H2O
n H2 = P*V/R*T - XH2O *P*V/R*T
nH2 = V/R*T * ( P - PH2O)=
nH2 = 0.246 L /(0.0821 l*atm/ºK*mol*298ºK )* ( 1 atm - 0.0372 atm )
nH2 = 9.68*10-3 moles H2 = 0.00968 moles H2 .
La masa de sodio que produce 0.00968 moles de hidrógeno es :
0.00968 moles H2 * 2 mol Na / 1 mol H2 * 23 g Na / 1mol Na = 0.445 g Na .